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上海交通大学学报 2009年第12期43卷 1892-1897,1903页

作者：戴修斌舒华忠罗立民东南大学计算机科学与工程学院影像科学与技术实验室南京210096

提出了一种基于Zernike旋转正交矩的有限角度扇形束投影数据ct图像重建方法.该方法建立了扇形束投影数据和Zernike图像矩之间的关系,并利用这种关系从已知角度投影数据中估计未知角度投影数据,从而达到提高重建图像质量的目的.实验证明... 详细信息

提出了一种基于Zernike旋转正交矩的有限角度扇形束投影数据ct图像重建方法.该方法建立了扇形束投影数据和Zernike图像矩之间的关系,并利用这种关系从已知角度投影数据中估计未知角度投影数据,从而达到提高重建图像质量的目的.实验证明,所提出的方法可以有效地估计未知投影数据,并能获得更好的重建结果.

关键词：有限角度ct重建扇形束ct数据 Zernike旋转正交矩

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ct系统标定与有限角度ct重建方法的研究

CT系统标定与有限角度CT重建方法的研究

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作者：郭立倩大连理工大学

学位级别：硕士

计算机断层成像(Computed Tomography, ct)技术的出现使得在不破坏被扫描物体内部结构的前提下,对物体的结构信息检测成为可能。伴随着医学诊疗和工业探伤领域的快速发展,ct技术的应用越来越多,同时也意味着对ct设备的精密度要求也越来... 详细信息

计算机断层成像(Computed Tomography, ct)技术的出现使得在不破坏被扫描物体内部结构的前提下,对物体的结构信息检测成为可能。伴随着医学诊疗和工业探伤领域的快速发展,ct技术的应用越来越多,同时也意味着对ct设备的精密度要求也越来越高。当实际的ct成像系统不满足理想成像关系时,即系统中的射线源、探测器或旋转台中任意一个装置存在几何偏差,都会导致重建过程中投影地址的计算出现错误,严重影响断层图像的重建质量,因此对ct成像系统的几何参数进行标定至关重要。本文借鉴摄像机针孔成像模型,提出了一种锥束和螺旋束ct成像系统的几何标定方法,设计了带有对称重复纹理的标定模板。首先将探测器的角度偏差转化为系统外参数的旋转矩阵,利用各个像素在探测器无偏角时标定模板的投影图像与探测器有偏角时标定模板的投影图像之间的对应关系,将探测器的角度偏差求解转化为一定约束下标定模板投影图像的秩最小化问题。完成探测器的角度偏差求解后,再结合标定模板的几何成像关系对ct成像系统的其它几何参数(射线源到旋转轴的距离、射线源到探测器的距离、中心射线的投影坐标、升降轴与旋转轴之间的角度偏差)进行求解。该方法利用标定模板投影图像的全局特征,具有较高的准确性,本文进行了实际实验。随着ct成像设备的更新和许多改进重建算法的提出,ct技术取得了快速发展。工业ct中的扫描对象多种多样,在检测被扫描物体的一些实际应用中,出于对X射线辐射能量水平、检测目标的几何结构、探测器大小、现场检测空间等情况的考虑,采集的投影数据往往不全,因此有限角度ct的高质量重建就显得尤为重要。2006年,压缩感知理论被提出,该理论指出：自然信号能够用远低于奈奎斯特采样率的数据进行精确恢复。随着该理论的出现,许多学者致力于将压缩感知理论与有限角度ct重建相结合,本文在现有基于压缩感知理论研究有限角度ct重建算法的基础上,提出基于加权异向Tv与小波正则化项的有限角度ct重建算法,并利用增广拉格朗日乘子法进行求解,该算法充分考虑了待重建图像的边缘方向信息和被检测物体在小波域的稀疏性,对于图像边缘与细节的恢复具有较好的效果,并具有一定的抑制噪声干扰能力。模拟数据实验和真实数据实验证明了本文算法的鲁棒性与有效性。

关键词： ct 系统标定有限角度ct重建

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非圆轨迹的ct解析重建算法研究

非圆轨迹的CT解析重建算法研究

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作者：胡婷中北大学

学位级别：硕士

非圆轨迹的ct扫描成像方法主要是解决复杂异形工件ct成像时,受成像系统动态范围及X光机最大光子能量的限制,传统的圆轨迹扫描易出现某些投影角度下,射线能量与有效厚度不匹配,投影信息缺失,ct重建质量差等问题。现有的不受轨迹空间几何... 详细信息

非圆轨迹的ct扫描成像方法主要是解决复杂异形工件ct成像时,受成像系统动态范围及X光机最大光子能量的限制,传统的圆轨迹扫描易出现某些投影角度下,射线能量与有效厚度不匹配,投影信息缺失,ct重建质量差等问题。现有的不受轨迹空间几何关系约束的迭代重建算法,存在收敛性差、计算复杂度高、数据存储资源大等问题,在工程应用中存在一定的局限性。因此论文主要围绕数据存储空间较小,重建速度快的解析重建算法,以具体工件为对象,以解析重建条件为依据,合理规划ct扫描轨迹,研究非圆轨迹重建算法。论文首先,针对复杂检测件存在有效厚度分布不均匀等特征,研究ct扫描轨迹规划,克服了传统ct圆轨迹扫描的局限性,并以此为基础,推导了基于FDK的非圆轨迹重建算法;其次,由于FDK为近似重建算法,因此推导了基于PI线BPF(反投影滤波)及FBP(滤波反投影)精确重建算法,实现了螺旋轨迹的精确重建,进一步提高了重建图像质量;最后针对有限角度下投影数据缺失不能完全重建的问题,提出了平移加旋转物体的方法弥补缺失的投影数据,通过矫正叠加实现了有限角度下物体的三维重建,有效地降低了图像伪影,保证有限角度ct图像重建质量。论文在理论研究的同时,通过仿真实验对比分析,验证了倾斜圆等非圆轨迹优于圆轨迹扫描,证明了本文所研究的非圆轨迹解析重建算法重建效率高于迭代重建,更能有效地实现复杂结构件三维ct重构。

关键词：非圆扫描轨迹解析重建算法有限角度ct重建

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